根據一項新的研究,到2080年,由於氣候變化,世界上大約70%的海洋可能因缺氧而窒息,這可能會影響全世界的海洋生態系統。新模型發現,全球範圍內不同海洋深度已經失去了非自然速率的氧氣,並在2021通過了一個臨界的氧損失閾值。
海洋以氣體的形式攜帶溶解氧,就像陸地動物一樣,水生動物需要這種氧氣來呼吸。但隨著氣候變化導致海洋變暖,海水中的氧氣含量會減少。多年來,科學家們一直在追蹤海洋中氧氣含量的穩步下降,但這項新的研究提供了新的緊迫理由。
這項新的研究首次使用氣候模型來預測氧(即水中溶解氧含量的減少)將如何以及何時在世界各地的海洋中發生,而不是在其自然可變性範圍內。
研究發現,在2021的深海中,大量的潛在的不可逆的脫氧作用正在發生,這可能會影響到世界範圍內的漁業。新模型預測,到2080年,脫氧作用將開始影響海洋的所有區域。
這項新的研究發現,海洋的中部深度(約200至1000米深)被稱為中層地帶,將是第一個因氣候變化而失去大量氧氣的地區。在全球範圍內,中上層地區是世界上許多商業捕魚物種的家園,這一新發現可能預示著經濟困難、海鮮短缺和環境破壞。
溫度升高導致海水變暖,溶解氧減少,從而減少海洋各層之間的迴圈。海洋的中層尤其容易缺氧,因為它不像頂層那樣被大氣和光合作用產生富氧,而藻類的大部分分解——消耗氧氣的過程——發生在這一層。
上海交通大學海洋學家、主要研究作者周雲濤說:“這個區域實際上對我們非常重要,因為很多商業魚類生活在這個區域。”。“脫氧也會影響其他海洋資源,但漁業可能與我們的日常生活最為相關。”
NCAR的海洋學家馬修·朗(Matthew Long)說,新發現令人深感擔憂,並增加了有意義地參與減緩氣候變化的緊迫性。他說:“人類目前正在改變地球上最大的生態系統的代謝狀態,對海洋生態系統的影響確實不得而知。”。“這可能會對海洋維持重要漁業的能力產生重大影響。”
研究人員透過模擬水中氧氣的損失超過氧氣水平的自然波動,確定了三個海洋深度區域(淺、中、深)脫氧過程的開始。該研究利用兩個氣候模型模擬的資料預測了全球海洋盆地何時會發生脫氧:一個代表高排放情景,另一個代表低排放情景。
在這兩個模擬中,中層帶以最快的速度流失氧氣,並跨越全球最大的海洋區域,儘管這一過程在低排放情景下大約20年後開始。這表明,減少二氧化碳和其他溫室氣體排放有助於延緩全球海洋環境的退化。
研究人員還發現,靠近兩極的海洋,如西太平洋、北太平洋和南大洋,特別容易受到脫氧的影響。他們還不確定原因,儘管加速變暖可能是罪魁禍首。據周說,熱帶地區以溶解氧含量低而聞名,稱為氧氣最低區,似乎也在擴散。
“氧氣最低區實際上正在向高緯度地區擴散,包括北部和南部。這是我們需要更多關注的事情,”她說。即使全球變暖逆轉,允許溶解氧濃度增加,“溶解氧是否會恢復到工業化前的水平仍不得而知。”